Java 集合框架

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早在Java 2中之前，Java就提供了特設類。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲和操作對象組。

雖然這些類都非常有用，但是它們缺少一個核心的，統一的主題。由於這個原因，使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同。

集合框架被設計成要滿足以下幾個目標。

該框架必須是高性能的。基本集合（動態數組，鍊錶，樹，哈希表）的實現也必須是高效的。
該框架允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。
對一個集合的擴展和適應必須是簡單的。

為此，整個集合框架就圍繞一組標準接口而設計。你可以直接使用這些接口的標準實現，諸如： LinkedList, HashSet, 和TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實現自己的集合。

集合框架是一個用來代表和操縱集合的統一架構。所有的集合框架都包含如下內容：

接口：是代表集合的抽像數據類型。接口允許集合獨立操縱其代表的細節。在面向對象的語言，接口通常形成一個層次。
實現（類）：是集合接口的具體實現。從本質上講，它們是可重複使用的數據結構。
算法：是實現集合接口的對象裡的方法執行的一些有用的計算，例如：搜索和排序。這些算法被稱為多態，那是因為相同的方法可以在相似的接口上有著不同的實現。

除了集合，該框架也定義了幾個Map接口和類。 Map裡存儲的是鍵/值對。儘管Map不是collections，但是它們完全整合在集合中。

集合接口

集合框架定義了一些接口。本節提供了每個接口的概述：

序號	接口描述
1	Collection 接口允許你使用一組對象，是Collection層次結構的根接口。
2	List接口繼承於Collection和一個List實例存儲一個有序集合的元素。
3	Set 繼承於Collection，是一個不包含重複元素的集合。
4	SortedSet 繼承於Set保存有序的集合。
5	Map 將唯一的鍵映射到值。
6	Map.Entry 描述在一個Map中的一個元素（鍵/值對）。是一個Map的內部類。
7	SortedMap 繼承於Map，使Key保持在升序排列。
8	Enumeration 這是一個傳統的接口和定義的方法，通過它可以枚舉（一次獲得一個）對象集合中的元素。這個傳統接口已被迭代器取代。

集合類

Java提供了一套實現了Collection接口的標準集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來使用，而另外一些是抽像類，提供了接口的部分實現。

標準集合類匯總於下表：

序號	類描述
1	AbstractCollection 實現了大部分的集合接口。
2	AbstractList 繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分List接口。
3	AbstractSequentialList 繼承於AbstractList ，提供了對數據元素的鍊式訪問而不是隨機訪問。
4	LinkedList 繼承於AbstractSequentialList，實現了一個鍊錶。
5	ArrayList 通過繼承AbstractList，實現動態數組。
6	AbstractSet 繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分Set接口。
7	HashSet 繼承了AbstractSet，並且使用一個哈希表。
8	LinkedHashSet 具有可預知迭代順序的`Set`接口的哈希表和鏈接列表實現。
9	TreeSet 繼承於AbstractSet，使用元素的自然順序對元素進行排序.
10	AbstractMap 實現了大部分的Map接口。
11	HashMap HashMap 是一個散列表，它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。 HashMap 繼承於AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
12	TreeMap 繼承了AbstractMap，並且使用一顆樹。
13	WeakHashMap 繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的哈希表。
14	LinkedHashMap 繼承於HashMap，使用元素的自然順序對元素進行排序.
15	IdentityHashMap 繼承AbstractMap類，比較文檔時使用引用相等。

在前面的教程中已經討論通過java.util包中定義的類，如下所示：

序號	類描述
1	Vector Vector類實現了一個動態數組。和ArrayList和相似，但是兩者是不同的。
2	Stack 棧是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。
3	Dictionary Dictionary 類是一個抽像類，用來存儲鍵/值對，作用和Map類相似。
4	Hashtable Hashtable是原始的java.util的一部分，是一個Dictionary具體的實現。
5	Properties Properties 繼承於Hashtable.表示一個持久的屬性集.屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字符串。
6	BitSet 一個Bitset類創建一種特殊類型的數組來保存位值。 BitSet中數組大小會隨需要增加。

一個Bitset類創建一種特殊類型的數組來保存位值。 BitSet中數組大小會隨需要增加。

集合算法

集合框架定義了幾種算法，可用於集合和映射。這些算法被定義為集合類的靜態方法。

在嘗試比較不兼容的類型時，一些方法能夠拋出ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時，拋出UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個靜態的變量：EMPTY_SET EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變量都不可改變。

序號	算法描述
1	Collection Algorithms 這裡是一個列表中的所有算法實現。

如何使用迭代器

通常情況下，你會希望遍歷一個集合中的元素。例如，顯示集合中的每個元素。

做到這一點最簡單的方法是採用一個迭代器，它是一個對象，實現了Iterator 接口或ListIterator接口。

迭代器，使你能夠通過循環來得到或刪除集合的元素。 ListIterator繼承了Iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素。

這里通過實例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。

如何使用比較器

TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲元素. 然而，這是通過比較器來精確定義按照什麼樣的排序順序。

這個接口可以讓我們以不同的方式來排序一個集合。

序號	比較器方法描述
1	使用Java Comparator 這里通過實例列出Comparator接口提供的所有方法

總結

Java集合框架為程序員提供了預先包裝的數據結構和算法來操縱他們。

集合是一個對象，可容納其他對象的引用。集合接口聲明對每一種類型的集合可以執行的操作。

集合框架的類和接口均在java.util包中。